CN111562348A - 隧道顶部裂缝检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道顶部裂缝检测装置，属于隧道检测设备技术领域，包括车架以及设置在所述车架上的第一支撑装置、第二支撑装置以及检测装置，所述第一支撑装置和第二支撑装置的结构相同且两者沿车架的移动方向布置，所述第一支撑装置包括外筒、内支撑杆、弹性支撑装置、支撑架和弧形板，所述弹性支撑装置设置在外筒和内支撑杆之间用于对所述内支撑杆进行弹性支撑，本发明检测装置的检测高度可以跟着隧道的起伏情况进行调整，避免了轨道与隧道顶之间高度变化对检测结果的影响，检测精度更高。

Description

隧道顶部裂缝检测装置

技术领域

本发明属于隧道检测设备技术领域，具体涉及一种隧道顶部裂缝检测装置。

背景技术

隧道中有很大一部分位于地下，要想提高地铁隧道的耐久性，就应该要有效的控制混凝土裂缝的发生和发展，隧道的混凝土渗漏是不可忽视的环节。混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均质脆性材料。由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题，使混凝土裂缝成了隧道工程中最常见的工程病害。为了防止病害的发生，需要经常对隧道壁进行检测和维护。

公告号为CN109080649A发明专利公开了一种隧道检测车，其公开了多个探测杆，通过柔性笔头的划线粗细检测出隧道发生变形的位置及变形严重程度，方便提前做出安全性的预防措施。但是采用此种方式的缺点在于，该方式的检测精度与轨道与隧道顶的位置精度有关，沿着整个隧道的方向，如果轨道与隧道顶之间存在高度的变化，直接影响着检测结果。因此，急需提供一种隧道顶部裂缝检测装置，检测的高度可以跟着隧道的起伏情况进行调整，避免了轨道与隧道顶之间高度变化对检测结果的影响，检测精度更高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种隧道顶部裂缝检测装置，以满足上述要求。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

隧道顶部裂缝检测装置，包括车架以及设置在所述车架上的第一支撑装置、第二支撑装置以及检测装置，所述第一支撑装置和第二支撑装置的结构相同且两者沿车架的移动方向布置，所述第一支撑装置包括外筒、内支撑杆、弹性支撑装置、支撑架和弧形板，所述弹性支撑装置设置在外筒和内支撑杆之间用于对所述内支撑杆进行弹性支撑，所述内支撑杆的下端活动穿设在所述外筒内，所述内支撑杆的上端通过支撑架连接至弧形板，所述弧形板的曲率与隧道顶适应且通过所述弹性支撑装置支撑在隧道的内壁，所述检测装置包括探测杆以及带动所述探测杆转动对隧道壁进行探测的驱动装置，所述驱动装置包括横板以及设置在所述横板上的电机、变速箱和不完全齿轮机构，所述横板的两端分别与第一支撑装置和第二支撑装置的内支撑杆可拆卸连接，所述电机的输出轴连接至变速箱，所述变速箱的输出端通过所述不完全齿轮机构连接至探测杆，所述探测杆与所述内支撑杆转动连接，通过电机带动，所述探测杆的探头沿隧道壁做圆弧往复运动并对其进行探测。

进一步，所述不完全齿轮机构包括第一齿轮以及与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第一齿轮通过第一转轴与所述探测杆固定连接，所述第二齿轮为不完全齿轮且通过第二转轴与所述变速箱传动连接。

进一步，所述探测杆包括滚珠、内杆、外杆、弹簧、和连接座，所述连接座设置在所述外杆的底部，所述第一支撑装置上固定有第三转轴，所述连接座的一端通过第三转轴与所述内支撑杆转动连接，所述第三转轴与连接座之间设置有复位扭簧，所述连接座的另一端通过第一转轴与所述第一齿轮固定连接，所述内杆的下端活动穿设在所述外杆内，所述滚珠设置在所述内杆的上端，所述外杆和内杆之间设置有位移传感器，所述弹簧位于位移传感器的外侧且其两端分别与内杆和外杆连接。

进一步，所述横板上固定设置有一轴承座，所述轴承座用于对所述第二转轴进行支撑。

进一步，所述内支撑杆上固定有一导向板，所述导向板呈扇形，所述导向板位于所述横板的上方，所述导向板上开设有一用于所述探测杆在转动时进行导向的导槽。

进一步，所述支撑架包括竖直支撑杆、第一斜撑和第二斜撑，第一斜撑和第二斜撑相对于竖直支撑杆对称，所述弧形板与支撑架连接呈伞状，所述弧形板的外侧表面上均匀布设有若干弹性凸起。

进一步，所述车架包括轨道、底板、第一底梁、第二底梁和滚轮，所述轨道沿隧道的长度方向布置，所述第一底梁和第二底梁平行设置于所述底板的底部，所述第一底梁和第二底梁上均安装有至少两个所述滚轮，所述滚轮与所述轨道滚动配合。

进一步，所述外筒的底部固定连接有一横梁，第一支撑装置和第二支撑装置的横梁之间通过一纵梁连接，所述纵梁的底部通过一液压伸缩装置支撑，所述车架上固定设置有导杆，所述横梁与所述导杆滑动配合。

本发明的有益效果在于：

本发明隧道顶部裂缝检测装置，弹性支撑装置设置在外筒和内支撑杆之间用于对所述内支撑杆进行弹性支撑，使得弧形板可以时刻抵接于隧道顶部的内壁表面，由于横板是相对于内支撑杆一起运动的，因此整个装置的基准由轨道变成了隧道顶内壁，不再受到轨道与隧道内壁距离的影响，增加了检测精度，减少了误差的发生。

本实施例中，所述横板的两端分别与第一支撑装置和第二支撑装置的内支撑杆可拆卸连接，因此可以根据需要调整横板的高度，从而对探测杆的旋转中心的高度进行一个调整，使其旋转中心与隧道顶的弧面中心重合，满足探测要求，当然第三转轴的位置也进行适应性的调整。本发明中，所述变速箱的输出端通过所述不完全齿轮机构连接至探测杆，所述探测杆与所述内支撑杆转动连接，通过电机带动，所述探测杆的探头沿隧道壁做圆弧往复运动并对其进行探测，减少了多余的运动，提高检测效率，满足探测需要。

本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明检测装置的结构示意图一；

图2为本发明检测装置的结构示意图二；

图3为图1在B处的放大图；

图4为图1的俯视图；

图5为图4沿A-A的剖视图；

图6为图1的主视图；

图7为图1的侧视图。

附图中标记如下：车架1、轨道101、底板102、第一底梁103、第二底梁104、滚轮105、第一支撑装置2、外筒201、内支撑杆202、弹性支撑装置203、支撑架204、竖直支撑杆2041、第一斜撑2042、第二斜撑2043、弧形板205、弹性凸起206、第二支撑装置3、检测装置4、探测杆401、滚珠4011、内杆4012、外杆401、连接座4014、位移传感器4015、弹簧4016、横板402、电机403、变速箱404、第一齿轮405、第二齿轮406、第一转轴407、第二转轴408、第三转轴409、复位扭簧410、轴承组偶5、导向板6、导槽7、横梁8、纵梁9、液压伸缩装置10。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所描述的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1～7所示，本发明隧道顶部裂缝检测装置4，包括车架1以及设置在所述车架1上的第一支撑装置2、第二支撑装置3以及检测装置4，所述第一支撑装置2和第二支撑装置3的结构相同且两者沿车架1的移动方向布置，此处车架1的移动方向指隧道的延伸方向，所述第一支撑装置2包括外筒201、内支撑杆202、弹性支撑装置203、支撑架204和弧形板205，所述弹性支撑装置203设置在外筒201和内支撑杆202之间用于对所述内支撑杆202进行弹性支撑，使得弧形板205可以时刻抵接于隧道顶部的内壁表面，由于横板402是相对于内支撑杆202一起运动的，内支撑杆202通过弹性支撑装置203支撑，如有存在高度差，则会向外伸出一端距离，但是弧形板205与横板402之间的相隔距离是不变的，因此整个装置的基准由轨道101变成了隧道顶内壁，不再受到轨道101与隧道内壁距离的影响，增加了检测精度，减少了误差的发生。

本实施例中，所述内支撑杆202的下端活动穿设在所述外筒201内，所述内支撑杆202的上端通过支撑架204连接至弧形板205，所述弧形板205的曲率与隧道顶适应且通过所述弹性支撑装置203支撑在隧道的内壁，所述检测装置4包括探测杆401以及带动所述探测杆401转动对隧道壁进行探测的驱动装置，所述驱动装置包括横板402以及设置在所述横板402上的电机403、变速箱404和不完全齿轮机构，所述横板402的两端分别与第一支撑装置2和第二支撑装置3的内支撑杆202可拆卸连接，所述电机403的输出轴连接至变速箱404，所述变速箱404的输出端通过所述不完全齿轮机构连接至探测杆401，所述探测杆401与所述内支撑杆202转动连接，通过电机403带动，所述探测杆401的探头沿隧道壁做圆弧往复运动并对其进行探测。本实施例中，可以根据需要调整横板402的高度，从而对探测杆401的旋转中心的高度进行一个调整，使其旋转中心与隧道顶的弧面中心重合，满足探测要求，当然第三转轴409的位置也进行适应性的调整。本发明中，所述变速箱404的输出端通过所述不完全齿轮机构连接至探测杆401，所述探测杆401与所述内支撑杆202转动连接，通过电机403带动，所述探测杆401的探头沿隧道壁做圆弧往复运动并对其进行探测，减少了多余的运动，提高检测效率，满足探测需要。

本实施例中，所述不完全齿轮机构包括第一齿轮405以及与所述第一齿轮405啮合的第二齿轮406，所述第一齿轮405通过第一转轴407与所述探测杆401固定连接，所述第二齿轮406为不完全齿轮且通过第二转轴408与所述变速箱404传动连接。所述探测杆401包括滚珠4011、内杆4012、外杆401弹簧4016、和连接座4014，所述连接座4014设置在所述外杆401的底部，所述第一支撑装置2上固定有第三转轴409，所述连接座4014的一端通过第三转轴409与所述内支撑杆202转动连接，所述第三转轴409与连接座4014之间设置有复位扭簧410，复位扭簧410使得探测杆401在不受到外力时可以时刻保持偏转的初始位置，所述连接座4014的另一端通过第一转轴407与所述第一齿轮405固定连接，所述内杆4012的下端活动穿设在所述外杆401内，所述滚珠4011设置在所述内杆4012的上端，所述外杆401和内杆4012之间设置有位移传感器4015。所述弹簧4016位于位移传感器4015的外侧且其两端分别与内杆4012和外杆401连接。在检测初期，调整内杆4012和外杆401之间的相对位置，弹簧4016给与内杆4012一定的预紧力，位移传感器4015用于检测外杆401和内杆4012之间的相对位移，当存在裂缝时，弹簧4016顶起内杆4012，使得内杆4012和外杆401之间的相对位移变大，反之，当存在凸起时，两者相对位移变小。将位移传感器4015连接计算机进行记录，从而得到一系列的检测曲线。

本实施例中，第二齿轮406只有一部分齿形，在其转动过程中，当其有齿一侧与第一齿轮405啮合时，第二齿轮406则带动第一齿轮405旋转，使得探测杆401的探测头可以沿着隧道的内壁进行检测，当第一齿轮405和第二齿轮406不再啮合，两者之间不再有任何作用力，复位扭簧410带动探测杆401旋转回到初始位置，等下一个周期第一齿轮405和第二齿轮406啮合时，齿轮的作用力再度带动探测杆401旋转后进行检测。

本实施例中，所述横板402上固定设置有一轴承座，所述轴承座用于对所述第二转轴408进行支撑，可以增加传动的稳定性，使得第一齿轮405和第二齿轮406之间啮合更为稳定。

本实施例中，所述内支撑杆202上固定有一导向板6，所述导向板6呈扇形，所述导向板6位于所述横板402的上方，所述导向板6上开设有一用于所述探测杆401在转动时进行导向的导槽7，导槽7在对探测杆401进行导向时，其位置大概位于探测杆401的中上部，本实施例导向板6用于探测杆401进行导向，防止其偏移，提高了检测精度。

本实施例中，所述支撑架204包括竖直支撑杆2041、第一斜撑2042和第二斜撑2043，第一斜撑2042和第二斜撑2043相对于竖直支撑杆2041对称，所述弧形板205与支撑架204连接呈伞状，所述弧形板205的外侧表面上均匀布设有若干弹性凸起206，通过设置竖直支撑杆2041、第一斜撑2042和第二斜撑2043对弧形板205进行支撑，保证了支撑强度的同时简化了结构，通过设置弹性凸起206可以提供一部分反向的作用力，使弧形板205与隧道内壁之间接触得更为密切，本实施例中，弹性凸起206采用橡胶凸起。

本实施例中，所述车架1包括轨道101、底板102、第一底梁103、第二底梁104和滚轮105，所述轨道101沿隧道的长度方向布置，所述第一底梁103和第二底梁104平行设置于所述底板102的底部，所述第一底梁103和第二底梁104上均安装有至少两个所述滚轮105，所述滚轮105与所述轨道101滚动配合。所述外筒201的底部固定连接有一横梁8，第一支撑装置2和第二支撑装置3的横梁8之间通过一纵梁9连接，所述纵梁9的底部通过一液压伸缩装置10支撑，所述车架1上固定设置有导杆，所述横梁8与所述导杆滑动配合，液压伸缩装置10可采用千斤顶，直接将整体进行一个顶升，使其满足高度要求即可。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.隧道顶部裂缝检测装置，其特征在于：包括车架以及设置在所述车架上的第一支撑装置、第二支撑装置以及检测装置，所述第一支撑装置和第二支撑装置的结构相同且两者沿车架的移动方向布置，所述第一支撑装置包括外筒、内支撑杆、弹性支撑装置、支撑架和弧形板，所述弹性支撑装置设置在外筒和内支撑杆之间用于对所述内支撑杆进行弹性支撑，所述内支撑杆的下端活动穿设在所述外筒内，所述内支撑杆的上端通过支撑架连接至弧形板，所述弧形板的曲率与隧道顶适应且通过所述弹性支撑装置支撑在隧道的内壁，所述检测装置包括探测杆以及带动所述探测杆转动对隧道壁进行探测的驱动装置，所述驱动装置包括横板以及设置在所述横板上的电机、变速箱和不完全齿轮机构，所述横板的两端分别与第一支撑装置和第二支撑装置的内支撑杆可拆卸连接，所述电机的输出轴连接至变速箱，所述变速箱的输出端通过所述不完全齿轮机构连接至探测杆，所述探测杆与所述内支撑杆转动连接，通过电机带动，所述探测杆的探头沿隧道壁做圆弧往复运动并对其进行探测。

2.根据权利要求1所述的隧道顶部裂缝检测装置，其特征在于：所述不完全齿轮机构包括第一齿轮以及与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第一齿轮通过第一转轴与所述探测杆固定连接，所述第二齿轮为不完全齿轮且通过第二转轴与所述变速箱传动连接。

3.根据权利要求2所述的隧道顶部裂缝检测装置，其特征在于：所述探测杆包括滚珠、内杆、外杆、弹簧、和连接座，所述连接座设置在所述外杆的底部，所述第一支撑装置上固定有第三转轴，所述连接座的一端通过第三转轴与所述内支撑杆转动连接，所述第三转轴与连接座之间设置有复位扭簧，所述连接座的另一端通过第一转轴与所述第一齿轮固定连接，所述内杆的下端活动穿设在所述外杆内，所述滚珠设置在所述内杆的上端，所述外杆和内杆之间设置有位移传感器，所述弹簧位于位移传感器的外侧且其两端分别与内杆和外杆连接。

4.根据权利要求3所述的隧道顶部裂缝检测装置，其特征在于：所述横板上固定设置有一轴承座，所述轴承座用于对所述第二转轴进行支撑。

5.根据权利要求1所述的隧道顶部裂缝检测装置，其特征在于：所述内支撑杆上固定有一导向板，所述导向板呈扇形，所述导向板位于所述横板的上方，所述导向板上开设有一用于所述探测杆在转动时进行导向的导槽。

6.根据权利要求1所述的隧道顶部裂缝检测装置，其特征在于：所述支撑架包括竖直支撑杆、第一斜撑和第二斜撑，第一斜撑和第二斜撑相对于竖直支撑杆对称，所述弧形板与支撑架连接呈伞状，所述弧形板的外侧表面上均匀布设有若干弹性凸起。

7.根据权利要求1所述的隧道顶部裂缝检测装置，其特征在于：所述车架包括轨道、底板、第一底梁、第二底梁和滚轮，所述轨道沿隧道的长度方向布置，所述第一底梁和第二底梁平行设置于所述底板的底部，所述第一底梁和第二底梁上均安装有至少两个所述滚轮，所述滚轮与所述轨道滚动配合。

8.根据权利要求1所述的隧道顶部裂缝检测装置，其特征在于：所述外筒的底部固定连接有一横梁，第一支撑装置和第二支撑装置的横梁之间通过一纵梁连接，所述纵梁的底部通过一液压伸缩装置支撑，所述车架上固定设置有导杆，所述横梁与所述导杆滑动配合。

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